JP2017079276A

JP2017079276A - 分極装置、分極方法

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Publication number: JP2017079276A
Application number: JP2015207131A
Authority: JP
Inventors: 顕鋒陳; Kenho Chin
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2017-04-27
Also published as: US20170114473A1; US10060044B2

Abstract

【課題】ＣＳＤ法により作製した被処理膜についても結晶化と共に分極を行うことが可能な分極装置を提供する。【解決手段】分極装置１０は、光源１１と、ミラー１２、１３と、ビーム成形光学素子１４と、放電部１５とを有する。光源１１は被処理膜２００に電磁波を照射して被処理膜２００を加熱する電磁波照射手段の一例である。分極装置１０は、室温において、加熱対象物２００の裏面側から電磁波吸収層にレーザ光Ｌ２を局部的に照射すると共に、加熱対象物２００の表面側から放電部１５による放電を局部的に行い、加熱対象物２００中の被処理膜を結晶化すると共に分極する。【選択図】図１

Description

本発明は、分極装置、分極方法に関する。

圧電材料は電気信号と変位又は圧力とを変換する特性を有することから、センサやアクチュエータ等を含む各種デバイスに使用されている。圧電材料としては、例えば、ＰＺＴが使用されている。

圧電膜であるＰＺＴ結晶膜の作成手法としては、ＣＳＤ法（Chemical Solution Deposition法）、スパッタリング法、ＣＶＤ法等が用いられている。特に、ＣＳＤ法は、他の方法に比べると、他元系酸化物を設計通りの組成で、低コストで広い面積に均一に被覆するメリットを有するため、非常に有効な成膜法として広く採用されている。

ＣＳＤ法でＰＺＴ結晶膜を作製する場合、基板上に化学液、例えばＰＺＴのゾルゲル（ＳＧ）液を塗布し、乾燥処理した後、電気炉やＲＴＡ（Rapid thermal annealing）装置等で外部加熱することにより、６００℃以上一定時間以上加熱処理して膜を結晶化する。厚膜を作製するためには、塗布、乾燥処理、及び結晶化のプロセスを繰り返し行う。

ＰＺＴ結晶膜を用いて圧電デバイスを作る場合、安定性が高いデバイスを得るためには、ＰＺＴ結晶膜に適切な電場を印加して分極処理することが必要である。分極処理は、ポーリング処理やエージング処理等とも称されることがある。

ところで、ＰＺＴ結晶膜を作製後に分極処理を行うと好適な分極ができない。具体的には、十分な分極処理ができなく、脱分極しやすい等の問題がある。この問題を解決するため、キュリー点以上の成膜温度でスパッタ法により圧電膜を成膜後、圧電膜の温度がキュリー点以下に低下する前に、外部から圧電膜に電場印加を開始して、圧電膜の温度がキュリー点以下になるまで分極処理することによって、自発分極を有する圧電膜を提供する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記の技術は、スパッタ法により作製した膜の分極には適用できても、ＣＳＤ法等により作製した膜の分極には適用できない。

なぜなら、例えばＣＳＤ法では、スパッタ法のように一回で厚い膜を作ることができず、厚い膜を作るためには、必ず、塗布→乾燥→結晶化処理を繰り返し行う。塗布は室温で行うので、ＰＺＴのキュリー温度（約３００℃）より低くなってしまうため、上記の技術を実現する分極装置を使用することができない。

又、ＣＳＤ法での結晶化には電気炉やＲＴＡ装置を用いるが、これらの装置では、加熱処理後、すぐＰＺＴ膜に電場を印加することができない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ＣＳＤ法により作製した被処理膜についても結晶化と共に分極を行うことが可能な分極装置を提供することを課題とする。

本分極装置は、被処理膜に電磁波を照射して前記被処理膜を加熱する電磁波照射手段と、前記被処理膜に電場を印加する電荷発生手段と、を有することを要件とする。

開示の技術によれば、ＣＳＤ法により作製した被処理膜についても結晶化と共に分極を行うことが可能な分極装置を提供できる。

第１の実施の形態に係る分極装置を例示する図である。第１の実施の形態に係る加熱対象物の構造を例示する断面図である。第１の実施の形態に係る分極装置を用いて分極を行う方法を説明する図である。第２の実施の形態に係る分極装置を例示する図である。第３の実施の形態に係る分極装置を例示する図である。電場が印加される領域とレーザ光が照射される領域の位置関係を例示する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

〈第１の実施の形態〉
第１の実施の形態では、電磁波の一例としてレーザ光を照射する分極装置について説明するが、これには限定されない。

［分極装置の構造］
分極装置の構造の一例について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る分極装置を例示する図である。図１を参照するに、分極装置１０は、光源１１と、ミラー１２と、ミラー１３と、ビーム成形光学素子１４と、放電部１５とを有する。又、ステージ１００上には、加熱対象物２００が載置されている。光源１１は本発明に係る電磁波照射手段の代表的な一例であり、放電部１５は本発明に係る電荷発生手段の代表的な一例である。なお、便宜上、加熱対象物２００の放電部１５側を表面側、表面側の反対側であるビーム成形光学素子１４側を裏面側と称する場合がある。

分極装置１０は、室温において、加熱対象物２００の裏面側から電磁波吸収層にレーザ光Ｌ_２を局部的に照射すると共に、加熱対象物２００の表面側から放電部１５による放電を局部的に行い、加熱対象物２００中の被処理膜を結晶化すると共に分極する装置である。

分極装置１０において、光源１１から出射するレーザ光が被処理膜に照射される領域の面積は、被処理膜の面積より小さい。又、放電部１５により被処理膜に電場が印加される領域の面積は、被処理膜の面積より小さい。又、光源１１から出射する電磁波が被処理膜に入射する側と、放電部１５から電場が被処理膜に印加される側とは、被処理膜に対して反対側である。

光源１１は、レーザ光Ｌ_１を出射する機能を有する。光源１１は、例えば、波長が１４７０ｎｍ付近のレーザ光Ｌ_１を出射可能な連続発振半導体レーザである。光源１１から出射されたレーザ光Ｌ_１は、ミラー１２で光路を変換され、ミラー１３で光路を更に変換され、ビーム成形光学素子１４に入射する。

ビーム成形光学素子１４は、例えば、複数のレンズを組み合わせて構成され、レーザ光Ｌ_１を所定形状に成形してレーザ光Ｌ_２とする。ビーム成形光学素子１４は、入射光であるレーザ光Ｌ_１の形状を、例えば、約４００μｍ×約４００μｍの正方形で、エネルギープロファイルがフラットトップのレーザ光Ｌ_２に成形することができる。

なお、ミラー１２及び１３を用いずに、光源１１からのレーザ光Ｌ_１が直接ビーム成形光学素子１４に入射可能な位置に光源１１を配置してもよい。

ビーム成形光学素子１４で所定形状に成形されたレーザ光Ｌ_２は、ステージ１００上に載置された加熱対象物２００に裏面側から照射される。ステージ１００は、例えば、ＸＹ方向（例えば、加熱対象物２００に入射するレーザ光Ｌ_２の光軸に略垂直な平面内）に移動自在に構成されている。つまり、ステージ１００は、加熱対象物２００の裏面側から照射されるレーザ光Ｌ_２の照射位置と、加熱対象物２００とを相対的に移動させる搬送手段である。

放電部１５は、加熱対象物２００の表面側に配されており、加熱対象物２００中の被処理膜に電場を印加し、加熱対象物２００中の被処理膜を分極処理する機能を有する。放電部１５としては、例えば、コロナ放電装置を用いることができる。

［加熱対象物］
次に、加熱対象物２００の一例について説明する。図２は、第１の実施の形態に係る加熱対象物の構造を例示する断面図であり、例えば、ＣＳＤ法により作製された被処理膜を示している。図２を参照するに、加熱対象物２００は、シリコン基板２１０と、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）２２０と、酸化チタン膜（ＴｉＯｘ膜）２３０と、白金膜（Ｐｔ膜）２４０と、アモルファスＰＺＴ膜２５０とを有する。

シリコン酸化膜２２０、酸化チタン膜２３０、白金膜２４０、及びアモルファスＰＺＴ膜２５０は、シリコン基板２１０の表面側に形成されている。加熱対象物２００に、シリコン基板２１０の裏面側からレーザ光Ｌ_２等の電磁波を照射することにより、白金膜２４０上に形成された被処理膜であるアモルファスＰＺＴ膜２５０の膜質を変化させることができる。

シリコン基板２１０は、各膜を形成する基体となる部分である。シリコン基板２１０の厚さは、例えば、５００μｍ程度とすることができる。シリコン酸化膜２２０は、シリコン基板２１０の表面に形成されている。シリコン酸化膜２２０の膜厚は、例えば、６００ｎｍ程度とすることができる。シリコン酸化膜２２０は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法や熱酸化法等により形成できる。

酸化チタン膜２３０は、シリコン酸化膜２２０上に積層されている。酸化チタン膜２３０の膜厚は、例えば、５０ｎｍ程度とすることができる。酸化チタン膜２３０は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等により形成できる。

白金膜２４０は、酸化チタン膜２３０上に積層されている。白金膜２４０は、シリコン基板２１０の裏面側から照射される電磁波を吸収して白金膜２４０上に形成される被処理膜を加熱する電磁波吸収層としての機能を有する。白金膜２４０の膜厚は、照射される電磁波を吸収するのに十分な厚さであればよく、例えば、１００ｎｍ程度とすることができる。白金膜２４０は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等により形成できる。

なお、白金膜２４０に代わる電磁波吸収層として、融点が１０００℃以上の他の耐熱性の膜を用いてもよい。他の耐熱性の膜としては、例えば、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｗ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｍｏの何れかの金属を含む金属膜を挙げられる。又、前記何れかの金属の合金を含む金属合金膜、又は、前記金属膜若しくは前記金属合金膜を任意に選択して複数層積層した積層膜等を挙られる。

アモルファスＰＺＴ膜２５０は、電磁波吸収層である白金膜２４０上に形成された被処理膜である。なお、ＰＺＴとはジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ_３）とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）の固溶体であり、ＰｂＺｒＯ_３とＰｂＴｉＯ_３の比率によって、ＰＺＴの特性が異なる。例えば、ＰｂＺｒＯ_３とＰｂＴｉＯ_３の比率が５３：４７の割合で、化学式で示すとＰｂ（Ｚｒ_０．５３、Ｔｉ_０．４７）Ｏ_３、一般にはＰＺＴ（５３／４７）と示されるＰＺＴ等を使用することができる。

アモルファスＰＺＴ膜２５０は、例えば、ＣＳＤ（Chemical Solution Deposition）法等を用いて、白金膜２４０の表面に形成できる。アモルファスＰＺＴ膜２５０の膜厚は、例えば、５０ｎｍ程度とすることができる。

ＣＳＤ法によりアモルファスＰＺＴ膜２５０を形成する場合には、まず、例えば、酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物を出発材料に使用し、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させて均一溶媒を作製する。この均一溶媒をＰＺＴ前駆体溶液と称する。ＰＺＴ前駆体溶液の複合酸化物固体分濃度は、例えば、０．１〜０．７モル／リットルとすることができる。

なお、酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物の混合量は、所望のＰＺＴの組成（ＰｂＺｒＯ_３とＰｂＴｉＯ_３の比率）に応じて、当業者が適宜選択できるものである。例えば、前述のＰＺＴ（５３／４７）を用いることができる。

次に、例えば、スピンコート法等により、白金膜２４０の表面にＰＺＴ前駆体溶液を塗布して塗布膜を形成する。そして、塗布膜を例えば１２０℃程度のホットプレートで１分間程度熱処理した後、１８０℃〜５００℃程度のホットプレートで１〜１０分間程度熱処理することにより、白金膜２４０の表面にアモルファスＰＺＴ膜２５０が形成される。

［加熱対象物の結晶化及び分極方法］
次に、分極装置１０を用いて、被処理膜であるアモルファスＰＺＴ膜２５０の結晶化及び分極を行う方法について説明する。

本実施の形態では、図３（ａ）に示すように、分極装置１０を用いて、室温において、加熱対象物２００の裏面側から電磁波吸収層である白金膜２４０にレーザ光Ｌ_２を局部的に照射すると共に、加熱対象物２００の表面側から放電部１５による放電を行う。

レーザ光Ｌ_２の波長（例えば、１４７０ｎｍ付近）は、シリコン基板２１０、シリコン酸化膜２２０、及び酸化チタン膜２３０に対して透過性がある。そのため、シリコン基板２１０の裏面側から照射されるレーザ光Ｌ_２のエネルギーの９０％以上は白金膜２４０に到達する。

白金膜２４０は、波長１４７０ｎｍ付近の吸収係数が非常に大きく、およそ６×１０^５ｃｍ^−１である。又、例えば、膜厚１００ｎｍ程度の白金膜２４０において、波長１４７０ｎｍ付近の光の透過率は１％以下である。従って、白金膜２４０に到達した波長１４７０ｎｍ付近のレーザ光Ｌ_２の光エネルギーは殆ど白金膜２４０に吸収される。白金膜２４０に吸収された光エネルギーは熱に変わって白金膜２４０を加熱し、白金膜２４０の熱は白金膜２４０上に形成されたアモルファスＰＺＴ膜２５０に拡散し、アモルファスＰＺＴ膜２５０の加熱された部分は、膜質を変えられる。具体的には、アモルファスＰＺＴ膜２５０は、例えば、ペロブスカイト構造を有するＰＺＴ結晶膜２６０となる。

一般的に、アモルファスＰＺＴ膜の結晶化温度は約６００℃〜８５０℃であり、白金の融点（１７６８℃）よりかなり低い。従って、白金膜２４０に入射するレーザ光Ｌ_２のエネルギー密度及び照射時間の制御によって、白金膜２４０にダメージを与えることなく、アモルファスＰＺＴ膜２５０を局部的に加熱して結晶化できる。レーザ光Ｌ_２のエネルギー密度は、例えば、１×１０^２〜１×１０^６Ｗ／ｃｍ^２程度とすることができる。レーザ光Ｌ_２の照射時間は、例えば、１ｍｓ〜２００ｍｓ程度とすることができる。

分極装置１０では、以上説明したレーザ光Ｌ_２の局部加熱と共に放電部１５による放電を行う。放電部１５の電源の陰極（アース）は、ステージ１００及び加熱対象物２００の白金膜２４０に接続されている。又、放電部１５の電源の陽極は、加熱対象物２００のアモルファスＰＺＴ膜２５０の上方に、陽極端１５ｅがアモルファスＰＺＴ膜２５０の結晶化する領域を介して、レーザ光Ｌ_２の照射位置と対向するように非接触で配されている。

放電部１５の電源の陽極端１５ｅに電圧を印加することで、大気中の分子が持続的にイオン化される。イオン化された正負のイオンは、陽極端１５ｅと陰極である白金膜２４０との間に生じる電場（電界）に沿って移動し、発生した正イオンはアモルファスＰＺＴ膜２５０の表面に蓄積する。アモルファスＰＺＴ膜２５０の表面に蓄積された正イオンにより、アモルファスＰＺＴ膜２５０の表面中に電場が形成されるため、アモルファスＰＺＴ膜２５０の表面を分極処理できる。

図３（ｂ）は、レーザ信号及び放電信号のタイミングと、アモルファスＰＺＴ膜２５０のレーザ光Ｌ_２が照射された箇所の温度（照射箇所温度）との関係を示している。ここで、レーザ信号とは、アモルファスＰＺＴ膜２５０にレーザ光Ｌ_２を照射するタイミングを示す信号である。又、放電信号とは、放電部１５の電源の陽極端１５ｅに電圧を印加するタイミングを示す信号である。

図３（ｂ）に示すように、まず、時刻ｔ０でレーザ信号及び放電信号を同時にオンにし、時刻ｔ１でレーザ信号のみをオフとする。時刻ｔ０において、アモルファスＰＺＴ膜２５０の所定領域はレーザ光Ｌ_２のエネルギーにより瞬時に加熱され、結晶化が開始される。この時、アモルファスＰＺＴ膜２５０中の原子は激しく動ける状態であり、外部の電場の影響を受けやすい。

時刻ｔ１になると、熱源を失ったアモルファスＰＺＴ膜２５０の所定領域の温度が徐々に下がる。そして、時刻ｔ２の時に、アモルファスＰＺＴ膜２５０の所定領域の温度がキュリー温度Ｔｃと等しくなり、その後は更に温度が低下する。なお、時刻ｔ２では放電信号はオンのままである。

時刻ｔ２までの間、アモルファスＰＺＴ膜２５０の温度は十分高いので、アモルファスＰＺＴ膜２５０中の結晶粒の分極方向を揃えやすい。アモルファスＰＺＴ膜２５０の温度がキュリー温度Ｔｃよりも十分下がった時刻ｔ３において、放電信号をオフにする。

このように、本実施の形態では、分極装置１０を用いて、電磁波吸収層である白金膜２４０へのレーザ光Ｌ_２の照射により、アモルファスＰＺＴ膜２５０の所定領域の温度をキュリー温度Ｔｃ以上に加熱する。そして、アモルファスＰＺＴ膜２５０の所定領域の温度がキュリー温度Ｔｃ以上である間に、アモルファスＰＺＴ膜２５０の所定領域に電場の印加を開始し、アモルファスＰＺＴ膜２５０の所定領域の温度がキュリー温度Ｔｃより低くなるまで電場の印加を継続する。

これにより、例えば高温環境中で行う特別な分極工程を設けることなく、室温による処理のみで、アモルファスＰＺＴ膜２５０が結晶化されたＰＺＴ結晶膜２６０を、自発分極を有する膜とすることができる。

又、分極装置１０では、レーザ光Ｌ_２による局部加熱によりアモルファスＰＺＴ膜２５０を結晶化させることが可能であるため、結晶化したい領域の周辺への影響を回避できる。又、放電部１５の陽極端１５ｅをアモルファスＰＺＴ膜２５０に近い位置に配することができるため、低い電圧での分極処理が可能となる。

アモルファスＰＺＴ膜２５０において、結晶化したい領域が広い場合には、ステージ１００を例えばＸＹ方向（例えば、レーザ光Ｌ_２の光軸に略垂直な平面内）で移動してレーザ光Ｌ_２と加熱対象物２００とを相対的に移動させながら、レーザ光Ｌ_２を照射する。これにより、アモルファスＰＺＴ膜２５０が順次結晶化し、最終的にアモルファスＰＺＴ膜２５０の結晶化したい領域の全てを結晶化することができる。アモルファスＰＺＴ膜２５０の全体を結晶化してもよい。

又、白金膜２４０上のアモルファスＰＺＴ膜２５０の所定領域にＰＺＴ結晶膜を形成した後、更にアモルファスＰＺＴ膜２５０を積層して同様に加熱等することにより、膜厚５０ｎｍ程度のＰＺＴ結晶膜を複数層積層することができる。例えば、このプロセスを３０回程度繰り返すことにより、総厚１．５μｍ程度の厚いＰＺＴ結晶膜を作製できる。

又、本実施の形態では、光源１１として波長が１４７０ｎｍ付近の連続発振半導体レーザを用いる場合を例に説明したが、シリコン基板等に対して透過性がある１２００ｎｍ以上の連続発振レーザ光やパルス発振レーザ光を用いてもよい。又、本実施の形態では、レーザ光Ｌ_２のビーム形状が正方形である場合を例に説明したが、レーザ光Ｌ_２のビーム形状は長方形、円形、楕円形等の形状であってもよい。

又、本実施の形態では、レーザ光Ｌ_２がフラットトップのエネルギー分布を持つ場合を例に説明したが、例えば、レーザ光Ｌ_２はガウス分布等のエネルギー分布を持つものでもよい。

又、本実施の形態では、レーザ信号と放電信号とを同時にオンにすると説明したが、放電信号をオンにするタイミングはレーザ信号をオンにするタイミングより遅くてもよい。すなわち、アモルファスＰＺＴ膜２５０の所定領域の温度がキュリー温度Ｔｃ以上である間に電場の印加を開始できればよいので、放電信号は時刻ｔ０と時刻ｔ２との間でオンにすればよい。

又、本実施の形態では、被処理膜をＰＺＴ膜とする例を用いて説明したが、被処理膜として他の強誘電体膜（Ｐｂを含有していなくてもよい）を用いてもよい。

〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、第１の実施の形態とは構成の異なる分極装置について例示する。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。

図４は、第２の実施の形態に係る分極装置を例示する図である。図４を参照するに、分極装置２０は、光源１１が加熱対象物２００に対して放電部１５と同じ側に配されている点と、放電部１５の電源の陰極（アース）がステージ１００のみに接続されている点が、分極装置１０（図１参照）と相違する。又、放電部１５は、陽極端１５ｅが、レーザ光Ｌ_２が照射される領域の近傍に位置するように斜めに配されている。

すなわち、分極装置２０は、室温において、加熱対象物２００の表面側からアモルファスＰＺＴ膜２５０に直接レーザ光Ｌ_２を局部的に照射すると共に、加熱対象物２００の表面側から放電部１５による放電を行う。これにより、加熱対象物２００中のアモルファスＰＺＴ膜２５０を結晶化すると共に分極する。

光源１１は、例えば、波長が５３２ｎｍ付近のレーザ光を出射可能な連続発振レーザである。結晶化及び分極の方法については、第１の実施の形態において図３（ｂ）等を参照して説明した方法と同様である。本実施の形態では、簡単の装置構造及び接続法により、自発分極を有するＰＺＴ結晶膜２６０を得ることができる。

第２の実施の形態より、構造が簡単で、かつ基本機能を有するコンパクトな分極装置を作製できる。

〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、第１及び第２の実施の形態とは構成の異なる分極装置について例示する。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。

図５は、第３の実施の形態に係る分極装置を例示する図である。図５を参照するに、分極装置３０は、陽極端１５ｅがアモルファスＰＺＴ膜２５０の結晶化される所定領域を介して、レーザ光Ｌ_２の照射位置と異なる位置に非接触で配されている点が、分極装置１０（図１参照）と相違する。

具体的には、レーザ光Ｌ_２の照射位置に対して、陽極端１５ｅは、加熱対象物２００がステージ１００と共に移動する方向Ａ側にずれている。すなわち、分極装置３０では、アモルファスＰＺＴ膜２５０を移動させながら所定領域にレーザ光Ｌ_２を照射し、レーザ光Ｌ_２が照射される位置よりもアモルファスＰＺＴ膜２５０の移動する方向に対して後ろ側の位置で電場を印加する。加熱対象物２００の法線方向から視たレーザ光Ｌ_２の照射位置と陽極端１５ｅとのずれ量は十分に小さく、例えば５００μｍ程度である。

このように、放電部１５によりアモルファスＰＺＴ膜２５０に電場が印加される領域は、光源１１により出射されたレーザ光Ｌ_１がレーザ光Ｌ_２となってアモルファスＰＺＴ膜２５０に照射される領域と異なる。

レーザ光Ｌ_２で加熱された箇所は、方向Ａに移動しながら、キュリー温度Ｔｃまで下がる間にほぼ同じ状態で、同じような分極処理を受けられるので、比較的大きな面積に対して均一な分極処理を行うことができる。なお、分極強度や移動速度、印加電圧を制御することにより、任意の面積に対して分極処理を行うことができる。

なお、本実施の形態では、分極処理を行う箇所（被処理膜に電場が印加される領域）をレーザ光Ｌ_２の照射される領域の一方の側に設ける説明をした。しかし、例えば、図６（ａ）に示すように、分極処理を行う箇所Ｐ_１及びＰ_２をレーザ光Ｌ_２の照射される領域の両方の側に設けてもよい。

或いは、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、分極処理を行う箇所Ｐ_１をレーザ光Ｌ_２の照射される領域の周囲の全部又は一部に設けてもよい。図６（ａ）〜図６（ｃ）の場合、加熱対象物２００の移動方向の自由度を増やすことができる。

又、図６（ｄ）に示すように、分極処理を行う箇所Ｐ_１をレーザ光Ｌ_２が被処理膜に照射される領域と重なる部分を有するようにしても構わない。

又、本実施の形態では、分極箇所や加熱箇所を円形や楕円形としたが、他の形状、例えば正方形や長方形等としてもよい。

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、電磁波吸収層に照射する電磁波はレーザ光には限定されず、電磁波吸収層を加熱できる電磁波（電磁波吸収層に吸収される電磁波）であれば、どのようなものを用いてもよい。例えば、フラッシュランプ等が発する光を用いることができる。

１０、２０、３０分極装置
１１光源
１２、１３ミラー
１４ビーム成形光学素子
１５放電部
１５ｅ陽極端
１００ステージ
２００加熱対象物
２１０シリコン基板
２２０シリコン酸化膜
２３０酸化チタン膜
２４０白金膜
２５０アモルファスＰＺＴ膜
２６０ＰＺＴ結晶膜

特許第５４１０６８６号

Claims

被処理膜に電磁波を照射して前記被処理膜を加熱する電磁波照射手段と、
前記被処理膜に電場を印加する電荷発生手段と、を有する分極装置。
前記電磁波照射手段から出射する電磁波が前記被処理膜に照射される領域の面積は、前記被処理膜の面積より小さい請求項１に記載の分極装置。
前記電荷発生手段により前記被処理膜に電場が印加される領域の面積は、前記被処理膜の面積より小さい請求項１又は２に記載の分極装置。
前記電磁波照射手段から出射する電磁波が前記被処理膜に入射する側と、前記電荷発生手段から電場が前記被処理膜に印加される側とは、前記被処理膜に対して反対側である請求項１乃至３の何れか一項に記載の分極装置。
前記電荷発生手段により前記被処理膜に電場が印加される領域は、前記電磁波照射手段により出射された電磁波が前記被処理膜に照射される領域と重なる部分を有する請求項１乃至４の何れか一項に記載の分極装置。
前記電荷発生手段により前記被処理膜に電場が印加される領域は、前記電磁波照射手段により出射された電磁波が前記被処理膜に照射される領域と異なる請求項１乃至４の何れか一項に記載の分極装置。
電磁波の照射により被処理膜の所定領域の温度をキュリー温度以上に加熱し、前記所定領域の温度が前記キュリー温度以上である間に前記所定領域に電場の印加を開始し、前記所定領域の温度が前記キュリー温度より低くなるまで前記電場の印加を継続する分極方法。
前記被処理膜を移動させながら前記所定領域に電磁波を照射し、前記電磁波が照射される位置よりも前記被処理膜の移動する方向に対して後ろ側の位置で電場を印加する請求項７に記載の分極方法。
前記電磁波の照射と前記電場の印加を室温で行う請求項７又は８に記載の分極方法。
前記被処理膜はアモルファス膜である請求項７乃至９の何れか一項に記載の分極方法。
前記電磁波の照射により、前記アモルファス膜の前記所定領域が結晶化する請求項１０に記載の分極方法。
結晶化した前記所定領域はペロブスカイト構造を有する請求項１１に記載の分極方法。
前記被処理膜は強誘電体膜である請求項７乃至１２の何れか一項に記載の分極方法。
前記被処理膜はＣＳＤ法により作製された膜である請求項７乃至１３の何れか一項に記載の分極方法。